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Studio Ing.Piero Scialpi
Prog. Esecutivo: I° stralcio funzionale dei Lav. di adeg. dell’ex Mercato Ittico di Via C.Colombo a Sede della Capitaneria Porto di Barletta.
pag.1
COMUNE DI BARLETTA PROV. DI BARLETTA ANDRIA TRANI
Tav. 2/Str.
RELAZIONE DI CALCOLO STRUTTURE SECONDARIE E APERTURA BOTOLE A
SOLAIO/VARCHI ESISTENTI
RELAZIONE DI CALCOLO
A.3 OGGETTO:
LAVORI DI RECUPERO E ADEGUAMENTO DELL'EX MERCATO ITTICO DI VIA C.COLOMBO A SEDE DELLA CAPITANERIA DI PORTO DI BARLETTA. PROGETTO ESECUTICO
COMMITTENTE:
SETTORE MANUTENZIONI-COMUNE DI BARLETTA
Data, Settembre 2014
Il Progettista
_________________________
(Ing. Piero SCIALPI)
Il Direttore dei Lavori
_________________________
Studio Ing. Piero Scialpi Via Salvemini 43 - Palagiano (TA) 389-4734207 - [email protected]
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1-SOLAIO
Il solaio adottato è di tipo HI-BOND-A75/P760 H=13 cm realizzato mediante un getto di calcestruzzo (h = 5.5 cm) su lamiera grecata (h = 7.5 cm) di spessore 1.2 mm.
I materiali previsti sono:
- Calcestruzzo C28/35
- Acciaio lamiera S280 GD ( Prestazioni meccaniche equivalenti al tipo S235)
1.1- Analisi dei carichi Carichi permanenti (peso proprio + permanenti non strutturali):
- Pavimento (s=3 mm) 0.50 kN/m2
- Massetto (s=10 cm) 2.10 kN/m2
- Solaio HI-BOND (H=13 cm) 1.84 kN/m2
- Controsoffitto 0.10kN/m2
- Tramezzature 0.80 kN/m2
Totale permanenti Qp =5.34 kN/m2
Carico di esercizio:
- Cat. B2 Qa =3.00 kN/m2
1.2 - Verifica di deformabilità Le verifiche di deformabilità sono state condotte facendo riferimento alle tabelle di portata contenute nei manuali tecnici per solai di tipo HI-BOND. 1.2.1 Fase 1 Carichi:
- lamiera (s=1.2 mm) 0.15 kN/m2
- peso getto (H=13 cm) 1.84 kN/m2
- mezzi d’opera 1.50 kN/m2
Totale = 3.49 kN/m2
Luce effettiva campata : 1.75 m Tabella di portata (carico massimo distribuito in daN/m2) :
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Verifica : Luce massima 2.75 m > 1.75m Carico massimo 6.39 kN/m2 > 3.49 kN/m2 1.2.2 Fase 2 Carichi:
- Pavimento (s=3 mm) 0.50 kN/m2
- Massetto (s=10 cm) 2.10 kN/m2
- Controsoffitto 0.10 kN/m2
- Tramezzature 0.80 kN/m2
- Carico di esercizio (Cat. B2) 3.00 kN/m2
Totale = 6.50 kN/m2
Luce effettiva campata : 1.75 m Tabella di portata (carico massimo distribuito kN/m2):
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Verifica : Luce massima 3.03 m > 1.75m Carico massimo 7.00 kN/m2 > 6.50 kN/m2
1.3 - Verifica di resistenza Azione globale di calcolo: qd =5.34 x 1.3 + 3.00 x 1.5 = 11.44 kN/m Lo schema statico assunto è rappresentato di seguito:
Sollecitazioni massime di calcolo:
- Appoggio
���,��� = −18 � �� = 4.38��� ���,��� = 58 �� = 12.51��
- Campata
��� = + 114.2 �� = 2.46��� ��� = 0��
Caratteristiche geometriche e meccaniche sezione resistente:
As = 445.27 mm2/m (Monconi a momento negativo ~4Φ12/m)
Ws = 2101900 mm3
Wi = 75300 mm3
fyd = 204.35 N/mm2
fcd = 15.87 N/mm2
Verifiche statiche flessione e taglio :
- Appoggio
0.8����� = �!� → � = 61.3��
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�#� = 0.8�����$% − 0.4�& = 0.8�15.87�50� 10.254 �61.3�$90 − 0.4�61.3& = 10.03��� > ���,��� = 4.38���
�#� = *0.18�$100+��,&-./ 0 �1% = *0.18�2$100�0.02�28&-.1.5 0 �50� 10.254 �90
= 16.272� > ���,��� = 12.51��
- Campata
Mrd,cls = Ws x fcd = 2101900 x 15.87 = 33.36 kNm > Msd = 2.46 kNm
Mrd,lamiera = Wi x fyd = 75300 x 204.35 = 15.39 kNm > Msd = 2.46 kNm
2-Scala in acciaio La carpenteria della scala in acciaio è mostrata nella seguente figura:
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2.1- Analisi dei carichi Carichi permanenti (peso proprio + permanenti non strutturali):
- Gradini (s=10mm) 0.77 kN/m2
- Cosciali (300x10) 0.43 kN/m2
- Rivestimento (s=30mm) 0.81 kN/m2
- Ringhiera 0.37 kN/m2
Totale permanenti Qp = 2.38 kN/m2
Carico di esercizio:
- Cat. C2 Qa = 4.00 kN/m2
Azione globale di calcolo:
Fd =2.38 x 1.3+4.00 x 1.5 = 9.09 kN/m2
2.2 - Verifica strutturale cosciali Lo schema statico adottato è rappresentato di seguito:
qd =( 9.09/cos 29.74°) x 1.2 =12.56 kN/m Sollecitazioni di calcolo (su singolo profilo): ��� = 12 318 ���4 = 14.51���
��� = 12 3 � �24 = 13.50��
Caratteristiche profilo 10 x 300:
h =300mm
b = 10mm
A = 3000 mm2
Av = 3000 mm2
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Jx = 22500000 mm4
Wx = 150000 mm3
fy = 275 N/mm2 = 0.275 kN/mm2
fv = 275 /3(1/2) =159 N/mm2 = 0.159 kN/mm2
Verifiche statiche :
Mrd = (Wx x fy)/γ0 = (150000 x 0.275)/1.05 = 39.29 kNm > Msd = 14.51 kNm
Vrd = (Av x fv)/γ0 = (3000 x 0.159)/1.05 = 454.28 kN > Vsd =13.50 kN
Verifica di deformabilità :
� = 2384 5�678 < �200 = 2384 � 7.7�43006210000�22500000 = 3�� < 21.5��
2.3 - Verifica strutturale gradino
qd = 9.09 x 0.3 =2.73 kN/m Sollecitazioni di calcolo : ��� = 18 ��� = 0.49���
��� = � �2 = 1.64��
Caratteristiche profilo 300x10:
h =10mm
b = 300mm
A = 3000 mm2
Av = 3000 mm2
Jx = 25000 mm4
Wx = 5000 mm3
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fy = 275 N/mm2 = 0.275 kN/mm2
fv = 275 /3(1/2) =159 N/mm2 = 0.159 kN/mm2
Verifiche statiche :
Mrd = (Wx x fy)/γ0 = (5000 x 0.275)/1.05 = 1.31 kNm > Msd = 0.49 kNm
Vrd = (Av x fv)/γ0 = (3000 x 0.159)/1.05 = 454.28 kN > Vsd =1.64 kN
2.4 - Verifica attacco cosciali-fondazione (Connessione S1) La connessione è realizzata a mezzo di unioni saldate su piastre ancorate in fondazione di dimensioni 100x300x20 mm. L’ancoraggio delle piastre è realizzato mediante 4 tirafondi.
2.4.1 Verifica unione saldata Il giunto è costituito da saldature a cordoni d’angolo ( a=10 mm) aventi le seguenti caratteristiche :
a =10mm aw = 0.7x 10 = 7mm Lw = 300mm Aw = 2 x 300 x 7 =4200 mm2 Jw = 2x(7x3003/12) =31500000 mm4 Ww = 31500000/150 = 210000 mm3
Massime sollecitazioni agenti sulle saldature sono:
��� = 12 318 ���4 = 14.51���
��� = 12 3 � �24 = 13.50��
Da cui :,��$;& = ���<1 = 69�5=
:,��$>& = ���!1 = 3.2�5= :,��$;?>& = 72.2�5= Verifiche statiche :
:,��$;?>& ≤A-�B → 72.2�5= ≤ 192.5�5= :,��$;?>& ≤A��B → 72.2�5= ≤ 233.8�5=
2.4.2 Verifica dei tirafondi e delle pressioni di contatto
L’ancoraggio delle piastre è realizzato mediante 4 tirafondi Φ12 classe 8.8.
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Le massime sollecitazioni di calcolo valgono : ��� = 12 318 ���4 = 14.51���
��� = 12 3 � �24 = 13.50��
C = 3������4 = 1075��
Le caratteristiche meccaniche della connessione sono di seguito riportate:
fcd = 15.87 Mpa (cls C28/35) ftb = 800 Mpa (bulloni 8.8) fy = 576 Mpa (bulloni 8.8)
La verifica è stata condotta considerando le seguenti equazioni di equilibrio:
D��,�� ∙ $= + �& = F� ∙ =G ∙ = = ��,�� ∙ � H dove: ��,�� sforzo di compressione di progetto; F� risultante delle pressioni nel cls;
T risultante di trazione nei tirafondi; a braccio della coppia interna.
Dalla prima equazione si ottiene la pressione di contatto cls-piastra : ��,�� ∙ $= + �& = F� = � ∙ �4 ∙ I ∙ =
Da cui : � = 10.35�5= < ��� = 15.87�5= Dalla seconda si ottiene lo sforzo di trazione sul singolo tirafondo :
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G�� = ��,�� ∙ �2= = 32077�
la verifica a trazione conduce a : G#� = 0.9 ∙ !#J��KL/;� = 48532� > G��
2.4.3 Verifica della lunghezza di ancoraggio dei tirafondi
La verifica della lunghezza di ancoraggio è stata condotta considerando la seguente relazione:
�L,�� ≤ �M,N� = ���,L ∙ O ∙ ∅ ∙ $� + 6.4 ∙ Q + 3.5 ∙ �-&31 + ∅=4�
dove: �M,N� sforzo normale ultimo trasmesso per aderenza;
���,L tensione ultima di aderenza (2.9 Mpa);
∅ diametro del tirafondo (Ø12); � lunghezza del tirafondo (200 mm); �- lunghezza del tratto rettilineo dopo la sagomatura (50mm); Q raggio di curvatura dell’uncino (30mm); = distanza minima tra il bordo di fondazione e il tirafondo (54mm) �L,�� 32077�
dove: �M,N� = 41303� > �L,�� = 32077�
2.5-Verifica attacco tirante-trave di impalcato (Connessione S2)
Il giunto è realizzato mediante saldatura a cordoni d’angolo ( a=7 mm ) lungo tutto il perimetro del tirante. L’unione saldata presenta le seguenti caratteristiche :
a =7 mm
aw = 0.7x 7 = 4.9 mm
Lw = 908.4mm
Aw = 4451 mm2
Jw = 32808560 mm4
Ww =262679 mm3
Le massime sollecitazioni di calcolo risultano:
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��� = 12.56� 4.32 + 12.56� 2.82 = 44.59��
��� = ����200�� = 8918���� Da cui :,��$;& = ���<1 = 33.95�5=
:,��$>& = ���!1 = 10�5= :,��$;?>& = 43.95�5= Verifiche statiche : :,��$;?>& ≤A-�B → 43.95�5= ≤ 192.5�5= :,��$;?>& ≤A��B → 43.95�5= ≤ 233.8�5=
2.6 - Verifica attacco cosciali-trave di impalcato (Connessione S4)
Il giunto è realizzato mediante saldatura a completata penetrazione L’unione saldata presenta le seguenti caratteristiche :
a = aw = 6.2 mm
Lw = 220 mm
Aw = 1364 mm2
Jw = 5501467 mm4
Ww =50013 mm3
Lo schema statico adottato è rappresentato di seguito:
qd =( 9.09/cos 29.74°) x 1.2 =12.56 kN/m
Sollecitazioni di calcolo (su singolo profilo): ��� = 12 318 ���4 = 6.15���
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��� = 12 3 � �24 = 8.8��
Da cui :,�� = ���<1 = 123�5=
R�� = ���!1 = 6.5�5=
Verifica statica :
S :,��� + 3R��� ≤∙ �B1.05 → 123�5= < 262�5=
3-APERTURA BOTOLE A SOLAIO
Le aperture delle botole a solaio a pianta quadrata di dimensioni 1m x 1m saranno realizzate mediante cordoli di coronamento in c.a. gettato in opera.
3.1- Analisi dei carichi-Solaio esistente Carichi permanenti (peso proprio + permanenti non strutturali):
Totale permanenti Qp =5.92 kN/m2
Carico di esercizio:
Cat. H2 Qa = 0.5 kN/m2
Carico neve:
Qn = 0.8 kN/m2
Azione globale di calcolo:
Fdmax =5.92 x 1.3+ 0.5 x 1.5 +0.8 x 1.5 x 0.5= 9.05 kN/m2
3.2-Apertura botola-Solaio 1 I cordoli di coronamento saranno realizzati in c.a. gettato in opera (classe 28/35) di sezione 25x25cm armati con barre longitudinali Φ16 e staffe Φ8 (acciaio B450 C).
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3.2.1 Verifica cordolo C1 Lo schema statico assunto è rappresentato di seguito:
L’azione concentrata di calcolo vale:
Pd =(9.05 x 1 x 2.17)/2= 9.82 kN
Le sollecitazioni massime valgono: ���,��� = 14T�� = 2.46���
���,��� = 12 T�� = 4.91��
Caratteristiche geometriche e meccaniche sezione resistente:
As = 603.185 mm2 (Armatura longitudinale 3Φ16 Sup. e Inf.)
Asw = 100.53 mm2 (Staffe Φ8/20)
fyd = 319 N/mm2
1.0 m
Pd
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fcd = 15.87 N/mm2
Verifiche strutturali: - Flessione 0.8����� = �!� → � = 74.31��$U=�5V3&
�#� = 0.8�����$% − 0.4�& = 0.8�15.87�250�74.31�$220 − 0.4�74.31& =
44.9 kNm >���,��� = 2.46���
- Taglio
UVWXY∗ = [\]�^�1 − 1 = [ 0.5�10.0495 − 1 = 3.01 > 2.5
Con : ^�1 = !�1�B��_��� = 100.53�391250�200�15.87 = 0.0495
�#� = 0.9% !�1_ �B� UVWXY = 0.9�220 100.53200 �391�2.5 =
= 97.3�� > ���,��� = 4.91�� 3.2.1 Verifica cordolo C2 Lo schema statico assunto è rappresentato di seguito:
Le azioni di calcolo sono :
Pd =(9.82)/2 = 4.91 kN
qd =9.05 x 0.25 = 2.26 kN/m
Le sollecitazioni massime valgono: ���,��� = 18.16���
���,��� = 10.96��
Caratteristiche geometriche e meccaniche sezione resistente:
1.25
Pd
2.05 2.05
Pd
qd
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As = 603.185 mm2 (Armatura longitudinale 3Φ16 Sup. e Inf.)
Asw = 100.53 mm2 (Staffe Φ8/20)
fyd = 319 N/mm2
fcd = 15.87 N/mm2
Verifiche strutturali: - Flessione 0.8����� = �!� → � = 74.31��$U=�5V3&
�#� = 0.8�����$% − 0.4�& = 0.8�15.87�250�74.31�$220 − 0.4�74.31& =
44.9 kNm >���,��� = 18.16���
- Taglio
UVWXY∗ = [\]�^�1 − 1 = [ 0.5�10.0495 − 1 = 3.01 > 2.5
Con : ^�1 = !�1�B��_��� = 100.53�391250�200�15.87 = 0.0495
�#� = 0.9% !�1_ �B� UVWXY = 0.9�220 100.53200 �391�2.5 =
= 97.3�� > ���,��� = 4.91�� 3.3-Apertura botola-Solaio 2 I cordoli di coronamento saranno realizzati in c.a. gettato in opera (classe 20/25) di sezione 40x25cm (cordoli longitudinali) e sezione 25 x 25cm (cordoli trasversali) armati con barre longitudinali Φ16 e staffe Φ8 (acciaio B450 C). 3.3.1 Verifica cordolo C3 Lo schema statico assunto è rappresentato di seguito:
L’azione concentrata di calcolo vale:
1.0 m
Pd
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Pd =(9.05 x 1 x 4.12)/2=18.64 kN
Le sollecitazioni massime valgono: ���,��� = 14T�� = 4.66���
���,��� = 12 T�� = 9.32��
Caratteristiche geometriche e meccaniche sezione resistente:
As = 603.185 mm2 (Armatura longitudinale 3Φ16 Sup. e Inf.)
Asw = 100.53 mm2 (Staffe Φ8/20)
fyd = 319 N/mm2
fcd = 11.33 N/mm2
Verifiche strutturali: - Flessione 0.8����� = �!� → � = 74.31��$U=�5V3&
�#� = 0.8�����$% − 0.4�& = 0.8�15.87�250�74.31�$220 − 0.4�74.31& =
44.9 kNm >���,��� = 4.66���
- Taglio
UVWXY∗ = [\]�^�1 − 1 = [ 0.5�10.0495 − 1 = 3.01 > 2.5
Con : ^�1 = !�1�B��_��� = 100.53�391250�200�15.87 = 0.0495
�#� = 0.9% !�1_ �B� UVWXY = 0.9�220 100.53200 �391�2.5 =
= 97.3�� > ���,��� = 4.91��
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3.3.2 Verifica cordolo C4 Lo schema statico assunto è rappresentato di seguito:
Le azioni di calcolo sono :
Pd1 =(9.05 x 1 x 2.05)/4 = 4.64 kN
Pd2 = 9.32 kN
qd =9.05 x 0.40 = 3.62 kN/m
Le sollecitazioni massime valgono: ���,��� = 46.05���
���,��� = 22.45��
Caratteristiche geometriche e meccaniche sezione resistente:
As = 804.24 mm2 (Armatura longitudinale 4Φ16 Sup. e Inf.)
Asw = 100.53 mm2 (Staffe Φ8/20)
fyd = 319 N/mm2
fcd = 15.87 N/mm2
Verifiche strutturali: - Flessione 0.8����� = �!� → � = 61.92��$U=�5V3&
�#� = 0.8�����$% − 0.4�& = 0.8�15.87�400�61.92�$220 − 0.4�61.92& =
61.39 kNm >���,��� = 46.05���
- Taglio
UVWXY∗ = [\]�^�1 − 1 = [0.5�10.031 − 1 = 3.89 > 2.5
Con :
1.25
Pd2
1.82 4.37
Pd1
qd
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^�1 = !�1�B��_��� = 100.53�391400�200�15.87 = 0.031
�#� = 0.9% !�1_ �B� UVWXY = 0.9�220 100.53200 �391�2.5 =
= 97.3�� > ���,��� = 22.45��
4-VERIFICA SPALLA MURARIA
I carichi gravanti sulla spalla muraria conseguenti alla riapertura di varchi esistenti sono valutati in base al seguente schema :
Dove: ` = 1.6�
ℎ� = 0.61� b = 2̀ WX60° = 1.62 �WX60° = 1.39� `� = 232̀ − ℎ�UVWX60°4 = 2 31.62 − 0.61UVWX60°4 = 0.9�
I carichi gravanti in corrispondenza della singola spalla risultano :
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TC_V_V`=dV = ef� 3��=�__V`2 4 `�h 12 = 39.05�� ∗ 7�`2 ∗ 0.94 12 = 14.26��
TC_V�iQ=WiQ= = 3`bW2 /1.34 12 = 1.6�1.39�0.404 �16�1.3 = 4.63��
TC_VUV�5`C__djV = 14.26 + 4.63 = 18.89��
La tensione di compressione massima vale : � = 2FW�U = 2�18.89�1000400�300 = 0.31�5=
Le caratteristiche geometriche e meccaniche del pannello murario esistente sono di seguito riportate: W = 0.40� U = 0.30� / = 16��/�U �� = ��/;fl = 1.43�1.35 = 0.35�5=
La verifica a compressione risulta soddisfatta: �� == 0.35�5= > � = 0.31�5=
Data, Settembre 2014
Il Progettista (Ing. Piero SCIALPI) _________________________